石化工程泡沫滅火系統的消防設計

王麗娜

山西中寧工程技術有限公司（030000）

0 前言

泡沫滅火系統是針對石油化工企業火災發生的特點采取妥善滅火劑與水快速混合形成泡沫混合液，在發生火災后立即覆蓋在起火點表面，快速隔絕氧氣，抑制燃料蒸發，達到快速滅火的效果。泡沫滅火系統設計由于受到諸多因素的影響，無法達到預期要求。必須對石油化工工程火災發生的特點進行分析，明確當前泡沫滅火系統設計的常見問題，制訂科學的設計方案，保證泡沫滅火系統發揮應有的作用。

1 石油化工企業火災發生的主要特點

1.1 燃燒與爆炸并存，危害巨大

石油化工企業在生產期間需要經過高溫、高壓等多種復雜連續的操作，使整個石油化工生產存在巨大的安全隱患?；て髽I火災會出現先爆炸后燃燒、先燃燒后爆炸以及爆炸燃燒交替進行的情況，導致管線設備裝置發生破裂，對整個化工企業的環境造成嚴重破壞，還會引發重大的人員傷亡[1]。

1.2 燃燒速度迅猛

化工企業有大量易燃易爆的氣體、液體等材料，一旦發生火災，就會快速蔓延火勢，引發一系列的連鎖反應，最終導致火災救援受到嚴重阻礙。

1.3 容易形成立體火災

大多數的石油化工企業在設計中經常會呈現出立體化設計的思路，尤其是各種生產設備分布十分密集、孔洞過多，在出現火災時因為可燃氣體和可燃液體具有良好的擴散性和流動性，化工原料的物體會快速流出，導致火災迅速蔓延，通過樓板孔洞、通風管道和樓梯間形成立體化的火災形式，導致火勢無法得到有效控制，最終引發重大災害。

1.4 火災撲救十分復雜

大部分石油化工企業都具有自動化程度高、工藝復雜等問題，而火災蔓延速度快，燃燒時間長，在燃燒的同時會引發爆炸氣體泄漏等各種問題，給火場救援造成巨大的影響，需要采用足夠的滅火劑和水，才能夠對火勢有效控制。我國的消防救援體系很難滿足火場救援的需求，需要不斷改進石油化工企業的滅火方案。

2 泡沫滅火系統設計中的主要問題

2.1 泡沫滅火系統設計不到位

泡沫滅火系統在滅火速度方面具有非常顯著的優勢，在石油化工領域被廣泛應用。一些石油化工企業泡沫滅火系統的設計與國家消防規范和相關標準存在很大的差異，因為設計人員沒有準確理解和把握泡沫滅火系統的重要性，在設計中對滅火系統的原理認識比較膚淺，只知道進行大體的組件控制，無法充分發揮不同系統的功能，各種泡沫混合比例無法達到最佳要求，致使泡沫滅火系統的效果受到影響[2]。

2.2 缺乏對消防規范的理解

石油化工企業在泡沫滅火系統設計中，通常采用自動控制的方式，對泡沫滅火系統進行自啟動，但是有的設計人員缺乏對計算機自動化信息技術的了解，致使各種系統之間的運行存在明顯的不同，無法形成統一調度，導致中央控制系統、消防聯動控制系統、手動操作系統之間無法形成有效互補。

2.3 施工技術水平不高

泡沫滅火系統設計涉及許多專業的知識和技能，很多施工圖紙內容復雜。如果沒有做好技術交底，施工團隊無法看懂圖紙，或者對設計方案沒有準確把握，導致最終的施工效果出現明顯的偏差。

3 泡沫滅火系統的設計方案

3.1 泡沫滅火系統設計思路

通常泡沫滅火系統包括泡沫消防水泵、泡沫液泵和泡沫混合裝置、泡沫產生器、閥門管道等。泡沫比例混合裝置又分為環泵式、壓力式、平衡式等不同類型，不同的泡沫混合比例的工作原理各不相同，因此要根據石油化工企業的生產原料進行全面分析，總結火災發生的主要特點[3]。

3.2 泡沫滅火系統的組成

泡沫滅火系統包括消防控制室、消防水源、消防水泵站、泡沫泵站、泡沫發生器、壓力儀表、閥門感溫電纜等主要部件和輔助部件。消防控制室的設計需要嚴格按照火災自動報警系統設計規范的相關要求，根據火災情況及時地控制泡沫泵和消防水泵的啟停，準確反映系統的運行狀況，使自動化控制滿足消防要求。消防控制室通常由一臺或多臺集中式火災報警控制器、消防聯動控制設備、手動控制設備共同組成。這些不同的控制方式能夠確保在一個控制方式無法正常運行的狀態下，也能夠及時補充和替換。

在系統設計時還要將操作監視、管理監控等多種狀態全部輸送至消防控制室，為整個泡沫滅火系統的計算機信息管理提供重要的參考依據。當消防控制室內獲得火災報警信號之后，能夠及時通過PLC 控制系統對發生火災的具體位置進行自動顯示，實現遠程泡沫系統的自動啟停消防聯動控制設備和手動直接控制裝置，實現多線遠程操控和現場總線操控等，還能夠對消防水泵泡沫液泵進水、電動閥門出液、電動閥門泡沫混合液管道的狀態進行及時查詢，對進水管線壓力指示進行警示，確保整個泡沫滅火系統的運行更加智能化和自動化[4]。

消防水源設計要嚴格按照石油化工工程項目的大小來考量存水量的比例。很多消防水源主要以消防水池和消防水管相結合的方式進行存水，一旦消防水池的水位低于預期，可直接通過超聲波液位計對液位下降進行檢測并開啟閥門，實現自動上水。消防水池補水到達正常的監控液位之后能夠自動關閉電動閥門，同時將信號反饋至消防控制室，對消防水池和儲水罐的液位進行全面顯示。消防水池主要由消防水泵、穩壓泵、氣壓罐、壓力式泡沫比例混合裝置、管網和泡沫槍等組成。

泡沫比例混合裝置與消防泵集中布置在消防泵房，并保證泡沫消防水泵啟動后，將泡沫混合液輸送到保護對象的時間不大于5 min。比例混合器至各泡沫用點的泡沫混合液管道平時為空管狀態，消防時打開泡沫比例混合裝置電動控制閥，向火點供給泡沫液。泡沫消火栓箱內配置PQ8 泡沫槍2支，DN65～25 m 襯膠水帶2 條。車間生產原料大多為水溶性可燃液體，故選用3%抗溶性水成膜泡沫液，泡沫混合液供給強度為12 L/min·m2，連續供給時間按30 min,作用面積按465 m2，計算所得泡沫混合液流量為93 L/s,泡沫液用量為6 m3。

消防水泵站、泡沫泵站能夠及時將消防水源中的水快速輸送至火場，既可以分別放置，也可以合建統一泵站。泡沫泵站需要與被保護對象的距離不超過30 m，在泡沫消防泵啟動之后能夠盡量將泡沫混合液分送到最遠處。在5 min 之內不能將泡沫混合液或者泡沫輸送到最遠對象，則需要對泡沫泵站和消防泵站分開建設，以滿足泡沫滅火系統的運行要求。

在日常工作中一些消防水泵不僅為泡沫滅火系統服務，同時也為消防栓系統和噴淋系統服務。在方案設計時要盡可能設計自動穩壓裝置，在穩壓罐上安裝電接點壓力表，確保整個系統能夠在壓力范圍內正常工作，在消防控制系統聯動控制設備接收到報警電話時，能夠自動遠程啟動泡沫滅火系統。防護區域泡沫噴射設備以及報警元器件等是泡沫滅火系統的重要輔助單元，需要配備泡沫發生器、泡沫槍、泡沫炮以及電動控制閥等，利用感溫電纜手報按鈕和報警電話發出警報將火情地址發送給消防控制中心。消防控制中心能夠遠程自啟動，將泡沫混合液輸送至防護區的泡沫混合液總管路上，同時啟動泡沫發生器、泡沫炮等噴射設備，對火情進行快速撲救[5]。

泡沫水雨淋系統設計參數應該按照《泡沫滅火系統設計規范》GB 50151—2010 中的7.2.2 條，在對水溶性液體進行防護的情況下通過試驗來測定進料強度和進料時間。根據以往的施工經驗，選用3%的耐溶性水膜，制成泡沫塑料，其供給強度為12 L/min，防護面積為440 m2，該系統的流量是88 L/s。在最初的持續供應時間中，在30 min 內提供泡沫。在隨后的30 min 內，在持續的供應時間中，在60 min 或更長的持續供應時間。一次滅火需要6 m3的泡沫液體。泡沫水雨淋系統是由一個自動噴水系統發展而來，包括一個開放的泡沫噴嘴、一個大洪水閥門組、一個泡沫比例混合器、一個泡沫液體和一個給水設備，按消防安全要求，將泡沫和水噴灑到防護區域。泡沫滅火系統的設計過程類似，所以本工程共用一套消防給水泵。

要先噴射泡沫，再用水霧撲救，一定要把泡沫比例混合器布置在靠近倉庫的地方。工廠區的各個倉庫都裝有泡沫攪拌設備，并安裝了3 臺大型泄洪閥。平時系統雨淋閥前管網處于充水穩壓狀態，泡沫罐的進口控制閥一般是關閉狀態，大洪水閥之后的管路是空的?；馂臅r，火區會有濃煙，溫度探測器會報警，大洪水閥開啟電磁閥，壓力開關發出火警，并觸發泡沫消防水泵?；馂木瘓笮盘柾瑫r開啟與泡沫盒相應的液流控制閥門。用比例混合機將發泡液體與加壓水混合，得到3%的泡沫。在經過洪水閥和網絡后，用泡沫噴頭進行滅火[6]。

4 泡沫滅火系統設計的注意事項

在泡沫滅火系統設計中，要盡可能地根據石油化工企業的具體構筑物、生產工藝等進行分析，確保泡沫滅火系統的覆蓋面積達到預期要求。在初始火災為液體的倉庫和場所，需要先通過噴灑泡沫后噴水的泡沫噴淋系統，否則會造成火災快速蔓延。無法在第一時間撲滅火災，對于先噴泡沫后噴水的泡沫噴淋系統，需要與泡沫消防栓、箱分開設置，盡可能地靠近廠房倉庫，確保覆蓋范圍達到預期要求。泡沫消火栓的泡沫罐可以與消防泵集中設置。泡沫混合液管道可以用普通的鋼材，但每一次噴淋完畢后，需要對管道進行全面的沖洗，避免管道內部堆積大量雜質而引發管道堵塞等問題。定期對管道進行保養，避免管道出現滲漏等情況，確保泡沫滅火系統的穩定運行[7]。

5 結語

石油化工企業的火災蔓延迅速，火勢迅猛，整個工廠內部易燃易爆物質非常多，成分復雜，需要運用泡沫滅火系統對起火點快速覆蓋，避免火勢蔓延，保障石油化工企業的安全運行。泡沫滅火系統設計還存在很多的問題和不足，因此需要運用現場總線控制技術、自動控制技術和遠程控制技術實現泡沫噴淋系統的遠程控制，在發生火災時能夠第一時間進行撲救，提高了石油化工工程項目的運行質量，保護人們的生命財產安全。